具有隔膜的半導體壓力傳感器的制作方法

專利名稱：具有隔膜的半導體壓力傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有隔膜的半導體壓力傳感器。
具有隔膜的半導體壓力傳感器(即隔膜型半導體壓力傳感器)包括隔膜和應變測量電阻器。隔膜和應變測量電阻器形成在半導體襯底，用于檢測壓力。襯底具有(110)晶面的主平面(即(110)晶面)。這種壓力傳感器例如在日本未審專利申請公報No.2001-356061(即美國專利No.6601452)中公開了。具體而言，隔膜形成在襯底的主表面上，并檢測壓力。應變測量電阻器形成在隔膜上，并提供用于輸出對應隔膜變形的檢測信號的橋電路。
這里，在日本未審專利申請公報No.H11-94666(即美國專利No.6595065)中公開了具有一對中心測量電阻器和一對側邊測量電阻器的另一壓力傳感器。在這種傳感器中，應變測量電阻器即中心測量和側邊測量電阻器設置在襯底的(110)平面上。中心測量電阻器設置在隔膜的中心，并沿著<110>晶軸(即<110>軸)設置。側邊測量電阻器設置在隔膜的周邊上。
在上述傳感器中，使用陽極化粘接法等將玻璃基底粘接到襯底上。襯底的熱膨脹系數不同于玻璃基底的熱膨脹系數。因此，當傳感器周圍的溫度變化時，在襯底和玻璃基底之間產生熱應力。該熱應力可能使隔膜變形，因此設置在隔膜上的每個電阻器的電阻與該變形成比例地改變。由于電阻器設置在隔膜的不同位置上，因此施加于每個電阻器的熱應力彼此不同。具體而言，施加于每個中心測量電阻器的熱應力與施加于每個側邊測量電阻器的熱應力不同。因此，施加于中心測量電阻器的熱應力和施加于側邊測量電阻器的熱應力之間的差別提供作為噪聲的檢測誤差。此外，熱應力的差相對于溫度呈非線性變化，因此輸出電壓的偏移隨溫度的變化與溫度具有一定的曲線關系。因此，在輸出電壓的偏移隨溫度變化中，輸出電壓的偏移相對于室溫和某高溫之間的溫度的斜率不同于相對于某低溫和室溫之間的溫度的斜率。這個斜率差被稱為溫度非線性偏移(即TNO)特性。TNO特性是與溫度具有非線性關系的輸出電壓的偏移特性。TNO特性是用于決定傳感器的精度的最重要因素之一。
此外，當壓力傳感器的尺寸最小化時，即襯底最小時，考慮隔膜需要最小化。這是因為隔膜構成傳感器的大面積。在這種情況下，中心測量電阻器和側邊測量電阻器之間的熱應力的差變得更大，因此檢測誤差也變得更大。因此，隨著隔膜變小，TNO特性變壞，即斜率的差變大。因此，在不使TNO特性變壞的情況下難以使傳感器最小化。
鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種具有高檢測精度的半導體壓力傳感器。
半導體壓力傳感器包括半導體襯底，該襯底具有用于接受壓力的隔膜和用于檢測對應該壓力的隔膜變形的橋電路。該橋電路包括一對第一測量電阻器和第二測量電阻器。第一測量電阻器設置在隔膜的中心，第二測量電阻器設置在隔膜的周邊。每個第一測量電阻器的第一電阻大于每個第二測量電阻器的第二電阻。
在上述傳感器中，盡管在熱應力施加于該傳感器的情況下施加于第一測量電阻器的熱應力不同于施加于第二測量電阻器的熱應力，對應這些熱應力之間的差的檢測誤差通過控制中心和側邊測量電阻器的電阻來補償。因此，該傳感器具有高檢測精度。
優選地，橋電路具有在第二電阻和第一電阻之間的預定電阻比，并且在熱應力施加于襯底的情況下，隔膜具有在施加于第二測量電阻器的第二熱應力和施加于第一測量電阻器的第一熱應力之間的另一預定熱應力比。
更優選地，第一測量電阻器和第二測量電阻器串聯連接在一起，以便橋電路提供惠斯通電橋。每個第二測量電阻器還包括具有第三電阻并設置在隔膜周邊的第三測量電阻器。第二和第三測量電阻器一體地串聯連接，以便第二和第三測量電阻器提供一個測量電阻器。第一電阻等于第二和第三電阻的總電阻。在這種情況下，改進了該傳感器的TNO特性，因此在不向傳感器施加壓力的情況下，橋電路的偏移電壓很容易變為零。這樣，可以檢測到對應施加于傳感器的微小壓力的微小電阻變化，因此該傳感器具有相當高的檢測精度。
優選地，半導體襯底由具有(110)晶面的主平面的單晶硅構成。第一測量電阻器具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，第二測量電阻器具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，并且第三測量電阻器具有沿著該單晶硅的<100>晶軸的縱向。更優選地，每個測量電阻器具有線電阻器的折疊式結構，因此線電阻器平行于<110>晶軸或<100>晶軸，并且隔膜具有八邊形，其一對邊沿著<110>晶軸，一對邊沿著<100>晶軸，并且四個邊用于連接沿著<110>晶軸的邊和沿著<100>晶軸的邊。
優選地，該傳感器還包括位于襯底中的凹腔，以便提供該隔膜；和位于襯底上的玻璃基底。襯底包括第一表面和第二表面。測量電阻器設置在襯底的第一表面上，玻璃基底固定于襯底的第二表面上，以便在玻璃基底和凹腔之間提供腔室。更優選地，腔室被密封，以便該傳感器提供絕對壓力傳感器，并且該測量電阻器是由擴散電阻器構成的應變測量電阻器。
通過下面參照附圖的詳細說明使本發明的上述和其它目的、特點和優點更明了。附圖中

圖1是表示根據本發明優選實施例的半導體壓力傳感器的橫截面視圖；圖2是表示根據該優選實施例的傳感器的平面圖；圖3是表示根據該優選實施例的傳感器的橋電路的電路圖；圖4是表示根據該優選實施例的對比例的半導體傳感器的平面圖；圖5是表示根據該對比例的傳感器的橋電路的電路圖；和圖6A是根據該對比例的傳感器中的熱應力和位置之間的關系，圖6B是表示根據該對比例的傳感器的橫截面視圖。
作為對比，本發明人已經初步研究了隔膜型半導體壓力傳感器200，如圖4所示。壓力傳感器200包括半導體襯底10、隔膜30和多個應變測量電阻器41-44。隔膜30形成在襯底10的主表面上。電阻器41-44設置在隔膜30上。襯底10的主表面是(110)晶面(即(110)面)，它是具有<110>晶軸(即<110>軸)和<100>晶軸(即<100>軸)的單晶硅的晶面。<110>軸和<100>軸是互相垂直的一對晶軸，即<110>軸垂直于<100>軸。
在沿著<110>軸產生應力時的靈敏度高于在沿著<100>軸產生應力時的靈敏度。即，與平行于<100>軸的應力相比，平行于<110>軸的應力能更靈敏地被檢測到。這是因為沿著<110>軸的壓電電阻系數遠遠大于沿著<100>軸的壓電電阻系數。因此，當測量到具有(110)平面的隔膜中的變形以便檢測施加于隔膜的壓力時，優選使用沿著<110>軸而不是<100>軸的應力測量該變形。
(110)面只有一個<110>軸，即一個<110>方向。因此，要求電阻器41-44具有如圖4所示的特定設置，以至于檢測到的信號變大，即對應該變形的輸出變大。圖4中所示的設置如此確定，使得與沿著<100>軸的應力相比，可以以高靈敏度檢測沿著<110>軸的應力。具體而言，該設置使得一對中心測量電阻器41、44設置在隔膜30的中心，一對側邊測量電阻器42、43設置在隔膜30的周邊。每個電阻器41-44主要沿著<110>軸設置。這里，中心測量電阻器41、44靠近中心設置，側邊測量電阻器42、43與中心測量電阻器41、44相比靠近周邊設置。電阻器41-44的縱向主要平行于襯底10的<110>軸。
這四個測量電阻提供用于檢測沿著<110>軸產生的應力的橋電路。具體而言，該橋電路成為惠斯通電橋，如圖5所示。該惠斯通電橋包括電阻器41-44。中心測量電阻器之一41具有RA電阻，另一中心測量電阻器44具有RD電阻。側邊測量電阻器之一42具有RB電阻，另一側邊測量電阻器43具有RC電阻。這些電阻器41-44串聯連接在一起，以便這些電阻器提供矩形閉合電路。這樣，形成惠斯通電橋。
在該橋電路中，一對輸入端子45、46連接到該橋電路，以便直流電施加于該橋電路。直流I流過端子45、46之間。此時，當隔膜30由于壓力而變形時，電阻RA、RB、RC和RD根據隔膜30的變形而變化。因此，在一對輸出端子47、48之間產生中點電位Vout。中點電位Vout對應隔膜30的變形，即壓力，因此作為中點電位Vout檢測到的信號從輸出端子47、48輸出。
在上述傳感器200中，使用有限元法(即FEM)分析施加于襯底10即隔膜30的熱應力。具體地說，計算施加于中心測量和側邊測量電阻器的熱應力。圖6表示在襯底10上的熱應力σ的計算結果。施加于設置在隔膜30中心的中心測量電阻器41、44的熱應力σ1小于施加于設置在隔膜30周邊的側邊測量電阻器42、43的熱應力σ2。
這里，電阻器41-44相對于熱應力的電阻變化基本上與電阻器41-44的電阻成正比。因此，考慮到側邊測量電阻器42、43的電阻RB、RC設置為小于中心測量電阻器41、44的電阻RA、RD，以便電阻器42、43的電阻變化等于電阻器41、44的電阻變化。這樣，提高了傳感器200的TNO特性。
鑒于上述分析，形成根據本發明優選實施例的具有隔膜的半導體壓力傳感器(即隔膜型半導體壓力傳感器)100，如圖1和2所示。傳感器100包括半導體襯底10、隔膜30和玻璃基底40。隔膜30形成在襯底10上。襯底10由單晶硅構成。作為主表面的襯底10的前側表面12具有(110)晶面(即(110)面)。襯底的后側表面11也具有(110)面。因此，主表面11、12都具有(110)的平面取向。
襯底10包括位于在后側表面11上的凹腔20。凹腔20提供用于檢測施加給它的壓力的隔膜30。具體而言，設置在凹腔20上的襯底10的部分具有薄部，以便形成隔膜30。多個電阻器41-44設置在該薄部的前側表面12上，即隔膜30上。
如圖2所示，隔膜30具有八邊形狀。具體而言，隔膜30具有沿著<110>軸的一對邊和沿著<100>軸的一對邊。此外，隔膜30具有用于在沿著<110>軸的邊和沿著<100>軸的邊之間連接的四個邊。
應變測量電阻器41-44形成在襯底10的前側表面12上。應變測量電阻器41-44提供用于檢測隔膜30的變形和用于輸出被檢測的信號的橋電路。電阻器41-44是使用注入方法、擴散方法等形成擴散測量電阻器。每個電阻器41-44的縱向沿著襯底10的<110>軸設置。具體地說，電阻器41-44具有線電阻器的折疊結構。線電阻器的縱向平行于<110>方向。
電阻器41-44由一對中心測量電阻器41、44和一對側邊測量電阻器42、43構成。中心測量電阻器41、44設置在隔膜30的中心，側邊測量電阻器42、43設置在隔膜30的周邊。每個側邊測量電阻器42、43包括第一測量電阻器42a、43a和第二測量電阻器42b、43b。第一測量電阻器42a、43a的縱向沿著<110>軸設置，并且第二測量電阻器42b、43b的縱向沿著<100>軸設置。第一和第二測量電阻器42a、42b、43a和43b串聯連接在一起。
電阻器41-44用由擴散層等形成的導線(未示出)連接在一起，以便它們41-44提供橋電路，如圖3所示。中心測量電阻器之一41具有電阻RA，另一中心測量電阻器44具有電阻RD。側邊測量電阻器42之一的第一測量電阻器42a具有電阻RB1，側邊測量電阻器42之一的第二電阻器42b具有電阻RB2。因此，側邊測量電阻器42之一的總電阻RB為RB1+RB2。另一側邊測量電阻器43的第一測量電阻器43a具有電阻RC1，另一側邊測量電阻器43的第二電阻器43b具有電阻RC2。因此，另一側邊測量電阻器43的總電阻RC為RC1+RC2。這些電阻器41-44串聯連接在一起，以至于這些電阻器提供矩形閉合電路。這樣，形成惠斯通電橋，因此由該橋電路檢測沿著<110>軸產生的應力。
在側邊測量電阻器42、43中，第一測量電阻器42a、43a的縱向沿著襯底10的<110>軸設置，以便第一測量電阻器42a、43a可以檢測應力。具體而言，第一測量電阻器42a、43a成為應力敏感測量電阻器，它具有應力即應變變化的靈敏度。第二測量電阻器42b、43b的縱向沿著襯底10的<100>軸設置，以便第二測量電阻器42b、43b基本上不能檢測應力。具體地說，第二測量電阻器42b、43b變為應力非敏感測量電阻器，它基本上沒有應力變化的靈敏度。
在圖3所示的橋電路中，一對輸入端子45、46連接到該橋電路，以便直流電施加于該橋電路。直流I即恒定直流I在端子45、46之間流動。此時，當隔膜30由于壓力而變形時，電阻RA、RB1、RC1和RD根據該變形而變化。因此，在一對輸出端子47、48之間產生中點電位Vout。該中點電位Vout對應隔膜30的變形，即壓力，以便作為中點電位Vout的檢測信號從輸出端子47、48輸出。
如圖1所示，在上述傳感器100中，玻璃基底40使用陽極化粘接方法等粘接于襯底10上。具體地說，玻璃基底40粘接于襯底10的后側表面11上。在本實施例中，凹腔20采用玻璃基底40密封，以便凹腔20成為用于提供參考壓力的參考壓力室。這樣，傳感器100提供絕對壓力傳感器。
盡管凹腔20被完全密封在傳感器100中，傳感器100可以是另一種壓力傳感器，它包括用于連接外部和凹腔20之間的壓力引入通道。在這種情況下，作為測量目標的壓力通過該通道被引入到凹腔中，以便將壓力施加于隔膜30，即隔膜30的后側表面11。
傳感器100如下制造。準備具有(110)面作為主面的襯底10。襯底10的每個前側表面12和后側表面11是(110)平面。使用半導體制造方法如離子注入法和擴散法將應變測量電阻器41-44和各種導線形成在襯底10的前側表面12上。這里，圖2中所示的傳感器100的側邊測量電阻器42、43具有不同的圖形，這些圖形不同于圖4中所示的傳感器200的圖形。然而，在離子注入工藝的情況下使用不同掩模很容易形成圖2中所示的傳感器100的電阻器42、43。具體地說，該掩模具有預定開口，它的圖形分別對應具有第一和第二測量電阻器42a、42b、43a和43b的側邊測量電阻器42、43。
然后，在后側表面11上形成用于刻蝕襯底10的后側表面11的刻蝕掩模(未示出)。該刻蝕掩模包括具有對應凹腔20的預定圖形的開口。該刻蝕掩模由使用CVD法等形成的氮化硅膜構成。在襯底10的后側表面11上形成該刻蝕掩模之后，刻蝕該后側表面11，以便在襯底10上形成凹腔20。這樣，在襯底10的前側表面12上形成隔膜30。后側表面11是用采用堿性刻蝕劑(即刻蝕液)如KOH刻蝕劑(即氫氧化鉀)和TMAH刻蝕劑(即四甲基氫氧化銨溶液)的各向異性刻蝕法刻蝕的。
這樣，完成了具有應變測量電阻器41-44和隔膜30的襯底10。之后，使用刻蝕法等去除該刻蝕掩模。然后，使用陽極化粘接法等將玻璃基底40粘接于襯底10上。
在側邊測量電阻器42、43中，第一測量電阻器42a、43a成為應力敏感測量電阻器，它具有應力變化的靈敏度。第二測量電阻器42b、43b成為應力非敏感測量電阻器，它實質上沒有應力變化的靈敏度。第一測量電阻器42a、43a的每個電阻RB1、RC1設定為小于中心測量電阻器41、44的電阻RA、RD。因此，即使在熱應力施加于側邊測量電阻器42、43時，來自側邊測量電阻器42、43的對應大熱應力的輸出幾乎等于來自中心測量電阻器41、44的對應小熱應力的輸出，其中施加于側邊測量電阻器42、43的熱應力大于施加于中心測量電阻器41、44的熱應力。就是說，施加于側邊測量電阻器42、43的熱應力和施加于中心測量電阻器41、44的熱應力之間的差基本上通過控制電阻RA、RB1、RC1、RD得到補償。
例如，隔膜30的縱邊(即長度)L等于隔膜30的橫邊(即寬度)L，如圖1所示。長度L和寬度L分別為450μm。在這種情況下，施加于中心測量電阻器41、44的熱應力σ1為施加于側邊測量電阻器42、43的熱應力σ2的約70％。這個結果是由本發明人使用FEM獲得的，如圖6所示。因此，第一測量電阻器42a、43a的電阻RB1、RC1設定為中心測量電阻器41、44的電阻RA、RD的70％。即，RB1＝RC1＝0.7×RA＝0.7×RD＝0.7×R，和RB2＝RC2＝0.3×RA＝0.3×RD＝0.3×R。
一般情況下，對應該熱應力的應變測量電阻器的電阻變化與電阻器的電阻成正比。因此，當熱應力施加于傳感器100時，側邊測量電阻器42、43的電阻變化大約等于中心測量電阻器41、44的電阻變化。
一般情況下，中心測量電阻器的電阻設定為等于側邊測量電阻器的電阻，以便構成橋電路的四個電阻器幾乎相等，因此在壓力不施加于該傳感器(即施加的壓力為零)的情況下橋電路的偏移電壓很容易變為零。因此，可以檢測到對應施加于該傳感器的微小壓力的微小電阻變化。
在本實施例中，由第一測量電阻器42a、43a的電阻RB1、RC1和第二測量電阻器42b、43b的電阻RB2、RC2構成的側邊測量電阻器42、43的總電阻RB、RC等于中心測量電阻器41、44的總電阻RA、RD。相反，側邊測量電阻器42、43的總電阻RB、RC被分為第一測量電阻器42a、43a的電阻RB1、RC1和第二測量電阻器42b、43b的電阻RB2、RC2。第一測量電阻器42a、43a的電阻RB1、RC1變得小于中心測量電阻器41、44的電阻RA、RD。具體地說，側邊測量電阻器42、43的總電阻(即0.7×R+0.3×R)等于中心測量電阻器41、44的電阻(即R)。即，RB1+RB2＝RC1+RC2＝RA＝RD。因此，構成橋電路的四個電阻器的電阻RA、RB、RC、RD基本相同，即為R，因此在壓力不施加于傳感器(即施加的壓力為零)的情況下橋電路的偏移電壓很容易變為零。因此，可以檢測到對應施加于傳感器的微小壓力的微小電阻變化。相反，如果傳感器100不包括第二測量電阻器42b、43b，則側邊測量電阻器42、43的電阻RB、RC變為不同于中心測量電阻器41、44的電阻RA、RD。因此，在壓力為零的情況下傳感器100的偏移電壓變得很大，以至于該偏移電壓不能由信號處理器電路補償。
盡管在該傳感器100中施加于中心測量電阻器41、44的熱應力σ1是施加于側邊測量電阻器42、43的熱應力σ2的約70％，如果隔膜30的尺寸、隔膜30的形狀、電阻器41-44的尺寸和/或電阻器41-44的形狀變為不同，則施加于中心測量電阻器41、44和側邊測量電阻器42、43之間的熱應力的比值可以不同。因此，必須使用FEM分析法計算具有不同隔膜和/或不同應變測量電阻器的每個傳感器中的熱應力的比。就是說，在傳感器具有不同于如圖2所示的傳感器100的結構的不同結構的情況下，必須使用FEM分析法計算電阻RB1、RC1和電阻RA、RD的比值。
在上述傳感器100中，盡管施加于中心測量電阻器41、44的熱應力σ1不同于施加于側邊測量電阻器42、43的熱應力σ2，中心測量電阻器41、44的電阻變化基本上等于側邊測量電阻器42、43的電阻變化。因此，提高了傳感器100的TNO特性。因此，即使傳感器100最小化，該壓力傳感器也具有高檢測精度。
這種變化和修改很容易被理解處于由所附權利要求限定的本發明的范圍內。
權利要求
1.一種半導體壓力傳感器，包括半導體襯底(10)，該襯底具有用于接受壓力的隔膜(30)和用于檢測對應該壓力的隔膜(30)的變形的橋電路，其中所述橋電路包括一對第一測量電阻器(41、44)和一對第二測量電阻器(42、43)，其中所述第一測量電阻器(41、44)設置在隔膜(30)的中心，所述第二測量電阻器(42a、43a)設置在隔膜(30)的周邊，和其中每個第一測量電阻器(41、44)的第一電阻(RA、RD)大于每個第二測量電阻器(42a、43a)的第二電阻(RB1、RC1)。
2.根據權利要求1的傳感器，其中所述橋電路具有在第二電阻(RB1、RC1)和第一電阻(RA、RD)之間的預定電阻比，其中在熱應力(σ)施加于襯底(10)的情況下，所述隔膜(30)具有在施加于第二測量電阻器(42a、43a)的第二熱應力(σ2)和施加于第一測量電阻器(41、44)的第一熱應力(σ1)之間的另一預定熱應力比，和其中預定電阻比等于預定熱應力比。
3.根據權利要求2的傳感器，其中將施加于第一測量電阻器(41、44)和第二測量電阻器(42a、43a)的熱應力都使用有限元法確定，以便獲得預定熱應力比。
4.根據權利要求2或3的傳感器，其中第一測量電阻器(41、44)和第二測量電阻器(42a、43a)串聯連接在一起，以便所述橋電路提供惠斯通電橋，其中每個第二測量電阻器(42a、43a)還包括具有第三電阻(RB2、RC2)和設置在所述隔膜(30)周邊上的第三測量電阻器(42b、43b)，其中第二和第三測量電阻器(42a、42b、43a、43b)串聯連接成一體，以便第二和第三測量電阻器(42a、42b、43a、43b)提供一個測量電阻器(42、43)，和其中第一電阻(RA、RD)等于第二和第三電阻(42a、42b、43a、43b)的總電阻(RB、RC)。
5.根據權利要求4的傳感器，其中所述半導體襯底(10)由具有(110)晶面的主平面的單晶硅構成，其中第一測量電阻器(41、44)具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，其中第二測量電阻器(42a、43a)具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，和其中第三測量電阻器(42b、43b)具有沿著該單晶硅的<100>晶軸的縱向。
6.根據權利要求5的傳感器，其中每個測量電阻器(41、42a、42b、43a、43b、44)具有線電阻器的折疊式結構，以便所述線電阻器平行于<110>晶軸或<100>晶軸，和其中所述隔膜(30)具有八邊形狀，其一對邊沿著<110>晶軸，一對邊沿著<100>晶軸，四個邊用于連接沿著<110>晶軸的邊和沿著<100>晶軸的邊。
7.根據權利要求1-6任一項的傳感器，其中所述隔膜(30)具有450μm的長度(L)和450μm的寬度(L)，和其中預定電阻比為0.7。
8.根據權利要求1-7任一項的傳感器，還包括設置在所述襯底(10)中的凹腔(20)，以便提供所述隔膜(30)；和設置在所述襯底(10)上的玻璃基底(40)，其中所述襯底(10)包括第一表面和第二表面(11，12)，其中測量電阻器(41、42a、42b、43a、43b、44)設置在所述襯底(10)的所述第一表面上，和其中玻璃基底(40)固定于所述襯底(10)的第二表面(12)上，以便在玻璃基底(40)和凹腔(20)之間提供腔室。
9.根據權利要求8的傳感器，其中所述腔室被密封，以便該傳感器提供絕對壓力傳感器，和其中測量電阻器(41、42a、42b、43a、43b、44)是由擴散電阻器構成的應變測量電阻器。
10.根據權利要求9的傳感器，其中所述橋電路具有在第二電阻(42a、43a)和第一電阻(41、44)之間的預定電阻比，其中在熱應力(σ)施加于所述襯底(10)的情況下，所述隔膜(30)具有在施加于第二測量電阻器(42a、43a)的第二熱應力(σ2)和施加于第一測量電阻器(41、44)的第一熱應力(σ1)之間的另一預定熱應力比，和其中預定電阻比等于預定熱應力比，以便改善所述傳感器的溫度非線性偏移特性。
11.根據權利要求8-10任一項的傳感器，其中第一測量電阻器(41、44)和第二測量電阻器(42a、43a)串聯連接在一起，以便所述橋電路提供惠斯通電橋，其中每個第二測量電阻器(42a、43a)還包括具有第三電阻(RB2、RC2)和設置在所述隔膜(30)周邊上的第三測量電阻器(42b、43b)，其中第二和第三測量電阻器(42a、42b、43a、43b)串聯連接成一體，以便第二和第三測量電阻器(42a、42b、43a、43b)提供一個測量電阻器(42、43)，和其中第一電阻(RA、RD)等于第二和第三電阻(42a、42b、43a、43b)的總電阻(RB、RC)。
12.根據權利要求11的傳感器，其中所述半導體襯底(10)由具有(110)晶面的主平面的單晶硅構成，其中第一測量電阻器(41、44)具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，其中第二測量電阻器(42a、43a)具有沿著該單晶硅的<110>晶軸的縱向，和其中第三測量電阻器(42b、43b)具有沿著該單晶硅的<100>晶軸的縱向。
13.根據權利要求12的傳感器，其中每個測量電阻器(41、42a、42b、43a、43b、44)具有線電阻器的折疊式結構，以便所述線電阻器平行于<110>晶軸或<100>晶軸，和其中所述隔膜(30)具有八邊形狀，其一對邊沿著<110>晶軸，一對邊沿著<100>晶軸，四個邊用于連接沿著<110>晶軸的邊和沿著<100>晶軸的邊。
全文摘要
一種半導體壓力傳感器包括半導體襯底(10)，該襯底具有用于接受壓力的隔膜(30)和用于檢測對應該壓力的隔膜(30)的變形的橋電路。該橋電路包括一對第一測量電阻器(41、44)和一對第二測量電阻器(42a、43a)。第一測量電阻器(41、44)設置在隔膜(30)的中心，第二測量電阻器(42a、43a)設置在隔膜(30)的周邊。每個第一測量電阻器(41、44)的第一電阻(RA、RD)大于每個第二測量電阻器(42a、43a)的第二電阻(RB1、RC1)。提高了該傳感器的TNO特性，因此該傳感器具有高檢測精度。
文檔編號H01L29/84GK1527039SQ20041000748
公開日2004年9月8日 申請日期2004年3月5日 優先權日2003年3月7日
發明者勝間田卓, 豐田稻男, 田中宏明, 明, 男 申請人:株式會社電裝